JP2005083906A

JP2005083906A - 欠陥検出装置

Info

Publication number: JP2005083906A
Application number: JP2003316547A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Uchida; 孝一郎内田; Masahiro Hiwatari; 政洋樋渡
Original assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Current assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】本発明は、振動等により生じた擬似欠陥画像を容易に除去することが出来、擬似欠陥の誤検出を防止出来る欠陥検出装置を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】横スリット反射系撮像ユニット19により形成される被検査物体１の撮像ライン７が被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状またはシート状で鏡面性或いは透光性を有するアクリル板、ポリカーボネイト板、液晶ガラス板等の被検査物体に存在する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の欠陥を検出する装置に関するものである。

押出成形機により製造されるアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体は、照明手段により照射され、該被検査物体に反射した反射光や該被検査物体を透過した透過光を受光して撮像手段により撮像した撮像画像を画像処理することで表面凹凸やバンク、付着異物、傷等の欠陥が検査されている。

例えば、特開２００２−１１６０１５号公報（特許文献１）の図１には、移動する被検査物体の上方から照明装置により明暗を有するストライプパターンを照射し、被検査物体の表面を反射した反射光を撮像装置により受光して撮像し、その撮像画像を解析して被検査物体の欠陥を検出するものが記載されている。

例えば、図７（ａ）に示すように、被検査物体１の搬送方向ａに対して直交して配置した長尺状の投光器５により明暗を有するストライプパターンを被検査物体１に照射し、図示しない撮像手段により被検査物体１上の横波欠陥２、縦波欠陥３及び凹状欠陥４を撮像すると、図７（ｂ）に示すような撮像画像が得られる。図７（ｂ）において、２ａは横波欠陥２の撮像画像、３ａは縦波欠陥３の撮像画像、４ａは凹状欠陥４の撮像画像である。

図７（ｂ）に示す撮像画像において、Ｙ軸輝度値投影処理を行うと図７（ｃ）に示す欠陥ピーク波形を得ることが出来る。ここで、Ｙ軸輝度値投影処理とは、図７（ｂ）に示す撮像画像における輝度値をＹ軸上に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化したものである。

そして、図７（ｃ）のＸ軸上に、例えば横波欠陥２を検出するための所定の閾値ｓを設定することで該閾値ｓを超えた横波欠陥ピーク波形２ｃを横波欠陥２として検出することが出来る。凹状欠陥ピーク波形４ｃは閾値ｓを超えないため横波欠陥としては検出されず、別途、凹状欠陥４を検出するための図示しない所定の閾値を設定することで該閾値を超えた凹状欠陥ピーク波形４ｃを凹状欠陥４として検出することが出来る。

特開２００２−１１６０１５号公報（図１）

しかしながら、前述の特許文献１の技術において、被検査物体１、投光器５、撮像装置等が何らかの原因で振動すると、例えば図７（ａ）に示すように振動が発生した振動点Ａにおいて図７（ｂ）に示すように、その振動周波数に応じた明暗が交互に現れる擬似欠陥画像６ａが同時に撮像される。

即ち、図７（ａ）の振動点Ａで被検査物体１に振動が発生したとすると、該被検査物体１の撮像ライン７上で同時に振動するため、投光器５により被検査物体１に照射される明暗を有するストライプパターンの明暗が交互に横切り、図７（ｂ）に示すように撮像画像に撮像ライン７に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像６ａが撮像される。このような擬似欠陥画像６ａが同時にＹ軸輝度値投影処理されると、図７（ｃ）に示すように横波欠陥２を検出するための閾値ｓを超えた擬似欠陥ピーク波形６ｃにより擬似欠陥として誤検出されてしまうという問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、振動等により生じた擬似欠陥画像を容易に除去することが出来、擬似欠陥の誤検出を防止出来る欠陥検出装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る欠陥検出装置は、板状またはシート状の被検査物体を照明する照明手段と、前記照明手段により照明され前記被検査物体に反射した反射光または前記被検査物体を透過した透過光を受光して撮像する撮像手段とを有する撮像ユニットと、前記撮像手段により撮像された画像を解析して前記被検査物体の欠陥を検出する欠陥検出手段とを有し、前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインが、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする。

本発明は、上述の如く構成したので、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインが、該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことで、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の各種欠陥を撮像手段により撮像すると、その撮像画像が該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して撮像される。

一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、撮像ラインの傾斜角度に関係なく、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像が撮像される。

これにより、被検査物体に存在する横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の実際の欠陥画像と、振動等により生じた擬似欠陥画像との方向性を変えることで、容易に区別して画像処理を行うことが出来、擬似欠陥画像を容易に且つ正確に除去することが出来る。

撮像ユニットは照明手段と撮像手段とが一体で構成されても良いし、別体で構成されても良いが、被検査物体が静止状態で固定された場合、撮像ユニットを構成する一対の照明手段と撮像手段が静止状態で固定された被検査物体に対して一体的に移動する構成とすることが出来る。

また、撮像ユニットを構成する一対の照明手段と撮像手段とが静止状態で固定された場合、板状またはシート状の被検査物体を搬送する被検査物体搬送手段を設け、該被検査物体搬送手段により搬送される被検査物体の搬送方向に対して、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。

また、前記照明手段の長手方向または配列方向を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置することで、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。

また、前記撮像手段がラインセンサであり、該ラインセンサの長手方向または配列方向を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置することで、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。

また、前記照明手段は、交互に明暗を有するストライプパターンを前記被検査物体に照射することが出来る。被検査物体に欠陥がなく表面が平坦であれば、撮像手段により撮像されたストライプパターンの明暗周期は変化することがなく、被検査物体に欠陥が存在して表面に凹凸が生じていれば、その凹凸部位において撮像手段により撮像されたストライプパターンの明暗周期が変化する。この明暗周期のずれ量を測定することにより被検査物体の欠陥を検出することが出来る。

尚、前記照明手段は、ストライプパターンの代わりに交互に明暗を有する格子状パターン（チェッカーフラッグ模様状パターン）を被検査物体に照射することでも良く、被検査物体に欠陥がなく表面が平坦であれば、撮像手段により撮像された格子状パターンの明暗周期は変化することがなく、被検査物体に欠陥が存在して表面に凹凸が生じていれば、その凹凸部位において撮像手段により撮像された格子状パターンの明暗周期が変化する。この明暗周期のずれ量を測定することにより被検査物体の欠陥を検出することが出来る。

また、前記欠陥検出手段は、前記撮像手段により撮像した撮像画像を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した座標変換を行って振動等により生じた擬似欠陥画像を除去することを特徴とする。

上記撮像手段により撮像した撮像画像においては、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の各種欠陥の撮像画像は、該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して撮像される。

一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、撮像ラインの傾斜角度に関係なく、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に沿って撮像される。

そして、その撮像画像に対して被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する該撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した座標変換を行うことで、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の各種欠陥の撮像画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に座標変換される。

一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する該撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して座標変換される。

そして、その座標変換された画像における輝度を、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化し、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の各種欠陥を検出するための所定の閾値を設定することで該閾値を超えた欠陥ピーク波形を欠陥として検出することが出来る。

一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向と直交する方向に対して傾斜して座標変換されるため被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に足し算したヒストグラムのピーク値は小さくなり、閾値を超えないため欠陥として検出されず、これにより擬似欠陥画像を容易に且つ正確に除去することが出来る。

本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、振動等により生じた擬似欠陥画像を容易に除去することが出来、擬似欠陥の誤検出を防止出来る。

図により本発明に係る欠陥検出装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る欠陥検出装置の全体構成を示す模式図、図２は本発明に係る欠陥検出装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は欠陥検出手段により振動等により生じた擬似欠陥画像を除去する様子を示す図、図４〜図６は各種欠陥の検出を行う様子を示す図である。

図１において、押出成形機８により板状またはシート状に連続的に押し出し成形される鏡面性或いは透光性を有する透明、半透明、不透明等のアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体１は、該被検査物体１を挟持して搬送する駆動ローラ対９，10及び下面を支持しつつ搬送する従動ローラ11等の被検査物体搬送手段により図１の矢印ａ方向に搬送される。

押出成形機８の被検査物体１の搬送方向下流側（以下、単に「下流側」という）には、縦スリットが設けられ交互に明暗を有する縦方向（被検査物体１の搬送方向）のストライプパターンを被検査物体１の下面側から鉛直上方に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器12と、被検査物体１を介して該投光器12と反対側に設けられた撮像手段となるＣＣＤ（電荷結合デバイス）カメラ13ａを有する受光器13とを有する縦スリット透過系撮像ユニット14が設けられている。縦スリット透過系撮像ユニット14は、被検査物体１の表面に対して鉛直方向に透過する透過光を受光器13により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体１の欠陥を検出する。

尚、縦スリット透過系撮像ユニット14において、投光器12を被検査物体１の上面側に配置して被検査物体１の上面側から斜め下方に照射し、被検査物体１の上面に反射した反射光を受光器13により受光して撮像し、被検査物体１の欠陥を検出するように構成することも出来る。

縦スリット透過系撮像ユニット14の下流側には、スリット無しで被検査物体１の下面側から斜め上方に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器15と、被検査物体１の下面側に設けられた撮像手段となるＣＣＤカメラ16ａを有する受光器16とを有する下面反射系撮像ユニット17が設けられている。下面反射系撮像ユニット17は、被検査物体１の下面で鉛直下方に反射した反射光を受光器16により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体１の欠陥を検出する。

下面反射系撮像ユニット17の下流側には、横スリットが設けられ交互に明暗を有する横方向（被検査物体１の搬送方向と直交する方向）のストライプパターンを被検査物体１の上面側から斜め方向に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器５と、被検査物体１の上面側に設けられた撮像手段となるＣＣＤカメラ18ａを有する受光器18とを有する横スリット反射系撮像ユニット19が設けられている。横スリット反射系撮像ユニット19は、被検査物体１の上面に反射した反射光を受光器18により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体１の欠陥を検出する。

横スリット反射系撮像ユニット19の投光器５は被検査物体１に対してねじれの位置に配置されている。即ち、投光器５及び受光器18からなる横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体１上に形成される該被検査物体１の撮像ライン７が、被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置されている。

本実施形態では、照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器５の長手方向が被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置されている。尚、投光器５が複数の点光源からなる場合にはその点光源の配列方向を被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置する。

尚、図１では、投光器12及び受光器13からなる縦スリット透過系撮像ユニット14により被検査物体１上に形成される該被検査物体１の撮像ライン20と、投光器15及び受光器16からなる下面反射系撮像ユニット17により被検査物体１上に形成される該被検査物体１の撮像ライン21とは被検査物体１の搬送方向ａと直交する方向に配置されている。

本実施形態では、横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体１上に形成される該被検査物体１の撮像ライン７を被検査物体１の搬送方向ａと直交する方向に対して傾斜角度を設けて配置し、投光器５の照明の光軸及び受光器18の受光軸は被検査物体１の表面に対して所定の角度に設定され、下面反射系撮像ユニット17の投光器15の照明の光軸と受光器16の受光軸との間の角度は所定の角度に設定されている。

尚、撮像手段をラインセンサで構成した場合には、そのラインセンサの長手方向または配列方向を被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置することで該横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体１上に形成される該被検査物体１の撮像ライン７を被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置することが出来る。

図２は本発明に係る欠陥検出装置の制御系の構成を示すブロック図であり、各受光器13，16，18のＣＣＤカメラ13ａ，16ａ，18ａにより撮像されたアナログ値からなる撮像画像は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換装置22によりデジタル値に変換され、記憶手段である画像メモリ23に記憶される。

欠陥検出手段となる画像演算制御部24は、撮像手段となる各受光器13，16，18のＣＣＤカメラ13ａ，16ａ，18ａにより被検査物体１を撮像し、その撮像したアナログ画像をＡ／Ｄ変換部22によりデジタル変換し、画像メモリ23に記憶されたデジタル画像に対して所定の画像処理プログラムを実行して、そのデジタル画像を解析することにより被検査物体１の欠陥を検出する。

画像演算制御部24により検出された欠陥情報は、操作／表示パネル27により表示されると共に、結果信号出力部25により欠陥情報が結果信号として出力される。また、上位通信部26により外部に通信出力される。

また、操作／表示パネル27を操作することで、画像演算制御部24を介して外部機器制御部28により各撮像ユニットを構成する照明手段となる投光器５，12，15及び撮像手段となる受光器13，16，18が制御出来るようになっている。

欠陥検出手段となる画像演算制御部24は、被検査物体１の搬送方向ａに対して撮像ライン７が傾斜して配置される横スリット反射系撮像ユニット19の撮像手段となる受光器18により撮像したアナログ撮像画像をＡ／Ｄ変換部22によりデジタル変換したデジタル画像を撮像ライン７の傾斜角度に対応した座標変換を行って振動等により生じた擬似欠陥画像６ａ（図３（ｂ）参照）を除去する。

例えば、図３（ａ）に示すように、被検査物体１の搬送方向ａに対して直交する方向（被検査物体１の幅方向）に対して傾斜角度Θを有して配置した照明手段となる蛍光灯等の長尺状の投光器５により横スリットが設けられ交互に明暗を有する横方向（被検査物体１の搬送方向と直交する方向）のストライプパターンを被検査物体１に照射し、撮像手段となる受光器18により被検査物体１上の横波欠陥２、縦波欠陥３及び凹状欠陥４を撮像すると、図３（ｂ）に示すような撮像画像が得られる。

図３（ｂ）において、２ａは横波欠陥２の撮像画像、３ａは縦波欠陥３の撮像画像、４ａは凹状欠陥４の撮像画像である。これ等の撮像画像は撮像ライン７が傾斜して配置されたことにより被検査物体搬送手段となる駆動ローラ対９，10により搬送される被検査物体１の搬送速度に応じて図３（ｂ）のＸ方向（被検査物体１の幅方向）に時間的遅れが発生し、撮像ライン７の傾斜角度Θに応じて傾斜した画像として撮像される。

ここで、被検査物体１、投光器５、受光器18等が何らかの原因で振動すると、例えば図３（ａ）に示すように振動が発生した振動点Ａにおいて図３（ｂ）に示すように、その振動周波数に応じた明暗が交互に現れる擬似欠陥画像６ａが同時に撮像される。

即ち、図３（ａ）の振動点Ａで被検査物体１に振動が発生したとすると、該被検査物体１の撮像ライン７上が同時に振動するため、斜めに配置された撮像ライン７上においても投光器５により被検査物体１に照射される明暗を有するストライプパターンの明暗が交互に横切り、図７（ｂ）に示すように撮像画像に図７（ｂ）のＸ方向（被検査物体１の幅方向）に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像６ａが撮像される。

このように、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン７を、被検査物体１と該横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向である被検査物体１の搬送方向ａに対して傾斜して配置したことで、横波欠陥２の撮像画像２ａ、凹状欠陥４の撮像画像４ａは撮像ライン７の傾斜角度Θに応じて傾斜した画像として撮像されるが、振動等により生じた擬似欠陥画像６ａは図７（ｂ）のＸ方向（被検査物体１の幅方向）に沿った画像として撮像されるため、被検査物体１上の実際の欠陥画像２ａ，４ａと振動等により生じた擬似欠陥画像６ａとを容易に分離することが出来、所定の画像解析を実施することにより振動等により生じた擬似欠陥画像６ａを容易に除去することが出来る。

例えば、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン７の傾斜角度をΘ、変換前の座標をＸ，Ｙ、座標変換後の座標をＸ′，Ｙ′とすると、以下の演算式により図３（ｂ）に示す各撮像画像２ａ，３ａ，４ａ，６ａを、図３（ｃ）に示す座標変換後画像２ｂ，３ｂ，４ｂ，６ｂにそれぞれ座標変換することが出来る。

図３（ｃ）に示す座標変換後画像において、Ｙ軸輝度値投影処理を行うと図３（ｄ）に示す欠陥ピーク波形を得ることが出来る。ここで、Ｙ軸輝度値投影処理とは、図３（ｃ）に示す座標変換後画像における輝度値をＹ軸上に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化したものである。

そして、図３（ｄ）のＸ軸上に、例えば横波欠陥２を検出するための所定の閾値ｓを設定することで該閾値ｓを超えた横波欠陥ピーク波形２ｃを横波欠陥２として検出することが出来る。凹状欠陥ピーク波形４ｃは閾値ｓを超えないため横波欠陥としては検出されず、別途、凹状欠陥４を検出するための図示しない所定の閾値を設定することで該閾値を超えた凹状欠陥ピーク波形４ｃを凹状欠陥４として検出することが出来る。

図３（ｃ）に示す座標変換後画像における擬似欠陥の座標変換後画像６ｂが同時にＹ軸輝度値投影処理されると、該擬似欠陥の座標変換後画像６ｂは斜めのラインとして座標変換されており、図３（ｄ）の擬似欠陥ピーク波形６ｃに示すように輝度値をＹ軸上に足し算したヒストグラムのピーク値も小さくなる。

従って、擬似欠陥ピーク波形６ｃは、図７に示して前述した従来例のように横波欠陥２を検出するための閾値ｓを超えないため擬似欠陥画像６ａを欠陥として誤検出することがない。

上記の如く、振動等により生じた擬似欠陥画像６ａを除去した後、図４に示す撮像画像Ｂを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Ｃを得る。

次に横波欠陥２を検出するために、フィルター画像Ｃに関して図４のＹ方向の微分を行って縦波欠陥画像３ａを除去したＹ方向微分画像Ｄを得る。そして、Ｙ方向微分画像ＤからＹ軸輝度値投影処理を行ってＹ軸輝度値投影ヒストグラムＥを得る。このＹ軸輝度値投影ヒストグラムＥを評価して横波欠陥２を検出する。

同様に縦波欠陥３を検出するために、フィルター画像Ｃに関して図４のＸ方向の微分を行って横波欠陥画像２ａを除去したＸ方向微分画像Ｆを得る。そして、Ｘ方向微分画像ＦからＸ軸輝度値投影処理を行ってＸ軸輝度値投影ヒストグラムＧを得る。このＸ軸輝度値投影ヒストグラムＧを評価して縦波欠陥３を検出する。

次に凹状欠陥４を検出するために、Ｘ方向微分画像Ｆを２値化処理して２値化画像Ｉを得る。一方、Ｘ軸輝度値投影ヒストグラムＧにおいて、縦波欠陥画像３ａのみを抽出するためのマスク用閾値ｍを設定し、Ｘ軸輝度値投影のＸ軸輝度値投影ヒストグラムＧから該マスク用閾値ｍを超えるヒストグラムの位置に応じて縦波欠陥マスク29を生成したマスク画像Ｈを得る。そして、２値化画像Ｉをマスク画像Ｈによりマスク処理して凹状欠陥抽出画像Ｊを得る。この凹状欠陥抽出画像Ｊから抽出画像の面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合に凹状欠陥４と認識する。

図５は縦スリット透過系撮像ユニット14によりバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）欠陥を検出する様子を示す図である。先ず図５に示すバンク欠陥画像を含む撮像画像Ｋを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Ｌを得る。

次にバンク欠陥を検出するために、フィルター画像Ｌに関して図５のＹ方向の微分を行ってＹ方向微分画像Ｍを得る。そしてＹ方向微分画像Ｍを２値化処理して２値化画像Ｎを得る。この２値化画像Ｎから面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合にバンク欠陥と認識する。

図６は下面反射系撮像ユニット17により付着異物や傷欠陥を検出する様子を示す図である。先ず図６に示す付着異物や傷欠陥画像を含む撮像画像Ｏを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Ｐを得る。

次に付着異物や傷欠陥を検出するために、フィルター画像Ｐに関して図６のＸ，Ｙ両方向の微分を行ってＸＹ方向微分画像Ｑを得る。そしてＸＹ方向微分画像Ｑを２値化処理して２値化画像Ｒを得る。この２値化画像Ｒを一旦、画像収縮処理を行って該２値化画像Ｒにおけるノイズ画像30を除去した後、画像膨張処理を行って付着異物や傷欠陥画像を元の大きさに復元してから面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合に付着異物や傷欠陥と認識する。

尚、前記実施形態では、被検査物体１が駆動ローラ対９，10等の被検査物体搬送手段により搬送され、横スリット反射系撮像ユニット19が静止状態で固定された場合について説明したが、被検査物体１が静止状態で固定され、横スリット反射系撮像ユニット19が静止状態で固定された被検査物体１に対して移動してスキャンするように構成しても良い。

また、前記実施形態では、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン７を、被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向に対して傾斜して配置した場合の一例について説明したが、縦スリット透過系撮像ユニット14や下面反射系撮像ユニット17の各撮像ライン20，21を被検査物体１と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向に対して傾斜して配置することも出来る。

本発明の活用例として、押出成形機により連続的に製造される板状またはシート状で鏡面性或いは透光性を有する透明、半透明、不透明のアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体に存在する表面凹凸やバンク（被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥）、付着異物、傷等の欠陥を検出する装置に適用出来る。また静止状態で固定された被検査物体に対して照明手段と撮像手段からなる撮像ユニットを移動してスキャンすることで被検査物体に存在する欠陥を検出する装置にも適用出来る。

本発明に係る欠陥検出装置の全体構成を示す模式図である。本発明に係る欠陥検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。欠陥検出手段により振動等により生じた擬似欠陥画像を除去する様子を示す図である。各種欠陥の検出を行う様子を示す図である。各種欠陥の検出を行う様子を示す図である。各種欠陥の検出を行う様子を示す図である。従来例の課題を説明する図である。

符号の説明

１…被検査物体
２…横波欠陥
２ａ…横波欠陥画像
２ｂ…横波欠陥の座標変換後画像
２ｃ…横波欠陥ピーク波形
３…縦波欠陥
３ａ…縦波欠陥画像
３ｂ…縦波欠陥の座標変換後画像
４…凹状欠陥
４ａ…凹状欠陥画像
４ｂ…凹状欠陥の座標変換後画像
４ｃ…凹状欠陥ピーク波形
５…投光器
６ａ…擬似欠陥画像
６ｂ…擬似欠陥の座標変換後画像
６ｃ…擬似欠陥ピーク波形
７…撮像ライン
８…押出成形機
９，10…駆動ローラ対
11…従動ローラ
12…投光器
13…受光器
13ａ…ＣＣＤカメラ
14…縦スリット透過系撮像ユニット
15…投光器
16…受光器
16ａ…ＣＣＤカメラ
17…下面反射系撮像ユニット
18…受光器
18ａ…ＣＣＤカメラ
19…横スリット反射系撮像ユニット
20，21…撮像ライン
22…Ａ／Ｄ変換装置
23…画像メモリ
24…画像演算制御部
25…結果信号出力部
26…上位通信部
27…操作／表示パネル
28…外部機器制御部
29…縦波欠陥マスク
30…ノイズ画像
Ｂ…撮像画像
Ｃ…フィルター画像
Ｄ…Ｙ方向微分画像
Ｅ…Ｙ軸輝度値投影ヒストグラム
Ｆ…Ｘ方向微分画像
Ｇ…Ｘ軸輝度値投影ヒストグラム
Ｈ…マスク画像
Ｉ…２値化画像
Ｊ…凹状欠陥抽出画像
Ｋ…撮像画像
Ｌ…フィルター画像
Ｍ…Ｙ方向微分画像
Ｎ…２値化画像
Ｏ…撮像画像
Ｐ…フィルター画像
Ｑ…ＸＹ方向微分画像
Ｒ…２値化画像

Claims

板状またはシート状の被検査物体を照明する照明手段と、前記照明手段により照明され前記被検査物体に反射した反射光または前記被検査物体を透過した透過光を受光して撮像する撮像手段とを有する撮像ユニットと、
前記撮像手段により撮像された画像を解析して前記被検査物体の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を有し、
前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインが、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする欠陥検出装置。
前記照明手段の長手方向または配列方向が、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
前記撮像手段はラインセンサであり、該ラインセンサの長手方向または配列方向が、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
前記照明手段は、交互に明暗を有するストライプパターンまたは格子状パターンを前記被検査物体に照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
前記欠陥検出手段は、前記撮像手段により撮像した撮像画像を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した座標変換を行って振動等により生じた擬似欠陥画像を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。